恆星時光機：罕見粒子衰變揭開太陽誕生之謎

您可曾好奇過，我們的太陽在星際育嬰室中究竟孕育了多久才誕生？一項突破性的國際研究，透過測量鉈-205在完全電離狀態下的束縛態β衰變現象，為這個千古之謎帶來嶄新曙光。這項發表於《自然》期刊的重要發現，不僅改進了恆星核合成模型，更精確推算出太陽形成歷時約1,000至2,000萬年。

現有理論認為，太陽是由分子雲歷經數千萬年凝聚而成。這個時間軸的推算關鍵，來自於太陽誕生前瀕死恆星（AGB星）所噴發的長壽命放射性核種。雖然這些同位素早已衰變殆盡，但它們在原始隕石中留下的衰變產物痕跡，成為科學家追溯太陽起源的時光膠囊。

研究團隊特別鎖定僅透過慢中子捕獲過程（s-process）產生的鉛-205（²⁰⁵Pb），這個「純s過程核種」是推算太陽形成時間的理想指標。在地球環境中，²⁰⁵Pb會透過電子捕獲衰變成鉈-205；但在AGB星數億度的高溫環境中，完全電離的鉈-205反而會逆向衰變形成鉛-205。這種如同蹺蹺板般的核轉換過程，取決於恆星環境的溫度與電子密度。

為解開這個天體物理難題，來自12國、37個研究機構的科學家團隊，運用德國GSI/FAIR的重離子實驗儲存環（ESR），首度成功觀測到完全電離鉈-205的束縛態β衰變。該實驗發言人尤里·利特維諾夫教授表示：「從1980年代提出構想到實現，歷經數十年加速器技術的突破與無數同仁的努力。」

研究團隊將新測得的衰變率輸入最新AGB星模型後，精確計算出鉛-205在星際介質中的生成量。匈牙利康科利天文臺的瑪麗亞·盧加羅博士解釋：「比對隕石中的鉛-205殘留量，我們確認太陽從分子雲孕育成恆星的過程約耗時1,000至2,000萬年，這個結果與其他s過程核種的推論高度吻合。」

主導計算工作的曼奇諾博士強調：「這項突破不僅揭示45.6億年前太陽形成的時間軸，更展現當代實驗設施如何讓我們在實驗室中重現宇宙極端環境。」研究團隊特別將成果獻給已故的六位長期支持者，紀念他們對這項研究的重大貢獻。

這項劃時代研究開創了重離子儲存環在天體核物理應用的新紀元。未來團隊將繼續測量鉛-205的中子捕獲截面積，進一步完善太陽系起源的拼圖。